紙の折り方の強さ比べ

質問

同じ紙を使って実験しました。２つ折りのハガキより円柱に丸めた方が　重い物を乗せても　潰れません。４つにジグザグに折った物は　２つ折りより重い物をのせても潰れず頑丈でした。１番　強い折り方は円柱でした。なぜ　折り方で強度が違うのですか。

回答No.2

acacia7 · ベストアンサー

紙に係る力の方向を考えてみてください。
小さな紙の破片を左手でもち、
右手でいろいろな方向に力を加えてみてください。

紙の面と垂直な方向に力を加えると
小さなちからで曲がることがわかると思います。
これに比べ、面に沿う方向に力をかけると
かなり大きな力に紙は耐えます。
しかも、曲がってしまうのは面とは垂直の方向にまがるのであって、
面に双方向にまがるわけではありません。

ここで、葉書の二つ折りの柱を考えます。
角に近い部分と角から遠い部分を分けて考えると・・
角から遠い部分はぺらぺらですので紙と垂直の方向に曲がりやすいです。
これに比べ、角に近い部分は角が出来ていることで、
片方の面に垂直に方向にはもう片方の面があり、
お互いに差さえあうため、大幅に強度が増します。

つぎに、４つ折りの場合は、二つ折りにくらべ何がちがうのかというと、
３つの角の間にある部分の二つの面は二つの角に挟まれて居るため、
端の面よりも丈夫なのです。

最後に円柱ですが・・・・
これは開き角の大きな角が無数にあつまった角柱みたいなものと考えると
分りやすいでしょうか・・
つまり、円柱の壁は無数折りの筒みたいなもので、部分的にみると、
平面の様ですが、平面より丈夫な角の性質を持って居るのです。
・・・・・・ちょっと言い過ぎ？・・（＾＾；

お礼

角の数に、大きく注目する事が、大事なのですね。とても勉強になりました。
円柱がなぜ　強いのかよくわからなかったのですが、無数の角の集まりと考えれば
その意味が　よくわかりました。ありがとうございました。

回答No.1

castor66

こんにちはdalmetianさん。
夏休みの自由研究でしょうか？
なかなか、面白い実験ですね．

さて、２つ折り（１回折ったもの）よりも、
４つにジグザグにおったもの（３回折ったもの）の方が、
強いということは、
もしかすると、
角の数と強度の間に関係がありそうですね。
もっと、たくさんの角を作ったら、もっと頑丈になるか、
試してみましたか？

あと、４つにジグザグにおったものよりも、
円柱の方が強いということは、
角のある形よりも、丸みのある形の方が強いということかな？
角柱とかは、試してみましたか？
四角柱だけじゃなくて、三角柱や五角柱も試してみて、
比較してみると面白いかもしれませんね．

参考URL：

http://www.city.kawaguchi.saitama.jp/science/danball.htm

お礼

とても　参考になりました。早速　角柱も試してみようと思います。角の数に注目して　楽しい実験をしたいと思います。それと、めがね橋は　上からの力には強いけれど　下からの力には弱いなんて　びっくりでした。ありがとうございました。